JP2001261975A

JP2001261975A - 導電性熱可塑性樹脂組成物

Info

Publication number: JP2001261975A
Application number: JP2000074107A
Authority: JP
Inventors: Naoki Wakita; 直樹脇田; Toru Nakai; 徹中井
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 2000-03-16
Filing date: 2000-03-16
Publication date: 2001-09-26

Abstract

(57)【要約】【課題】電磁波遮蔽性に優れた成形品が得られる導電
性熱可塑性樹脂組成物の提供。【解決手段】（Ａ）熱可塑性樹脂と、（Ｂ−１）直径
４〜２０μｍ、長さ４〜３０ｍｍの導電性長繊維及び
（Ｂ−２）直径３０〜１００μｍ、長さ１〜５mmの導電
性短繊維とを含有する導電性熱可塑性樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁波遮蔽用途に
好適な導電性熱可塑性樹脂組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】電気回
路及びＩＣは各種の電気機器に用いられているが、外
部、内部から発生する電磁波により誤動作することがあ
る。これを防止するため、電磁波の発生を回路設計の変
更により低減することが行われているが限界があり、電
磁波遮蔽性のある材料により覆う必要がある。

【０００３】材料に導電性を持たせ、電磁波遮蔽性を発
現させる方法としては、無電解メッキ法や亜鉛溶射プロ
セスを適用して成形品表面に金属の薄い皮膜を形成させ
る方法が知られているが、コスト面、量産性に乏しいこ
と、騒音や空気汚染等の環境問題が発生しやすいこと等
の問題がある。

【０００４】そこで樹脂自体に導電性を持たせる方法と
して、金属の繊維、箔、粒子又はカーボンブラック、カ
ーボンファイバー、フェライト、チタン酸バリウム等を
混練りする方法が知られ、特に金属繊維を配合する方法
が汎用されている。しかし、金属繊維は大量に配合すれ
ば導電性は向上するものの、耐衝撃性、成形加工性等が
悪化する一方、少量配合では導電効果を十分に発揮する
ことができない。導電性を高めるためにはアスペクト比
（繊維長／繊維径）が大きい金属繊維を用いればよい
が、そうするとファイバーボールができ易く、均一な分
散配合が困難になるという問題がある。

【０００５】また熱可塑性樹脂中に、溶剤可溶ポリマー
で収束した導電性フィラーを添加することにより電磁波
遮蔽性を付与した樹脂組成物が知られている（特開昭５
８−１２９０３１号公報参照）。しかし、この組成物は
収束性が不十分で、特に均一な分散配合が困難であると
いう問題を解決できず、導電性フィラーの分散状態にム
ラが生じるため、成形品の電磁波遮蔽性が信頼性に欠け
る。

【０００６】そこで本発明では、導電性を付与する繊維
の分散性を高めることにより、押出加工性や射出加工性
の低下を生じることなく、機械的強度や電磁波遮蔽性に
優れた、弱電機器、電子機器等の主にハウジング用及び
内部部品に用いられる導電性熱可塑性樹脂組成物を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明者は種々の検討を重ねた結果、導電性付与成分
として、特定寸法の長繊維と短繊維を組み合わせること
によって分散性が大幅に向上すること、更には長繊維の
表面を熱可塑性樹脂で被覆することによって、より一層
分散性が高められることを見出し、本発明を完成した。

【０００８】本発明は、（Ａ）熱可塑性樹脂と、（Ｂ−
１）直径４〜２０μｍ、長さ４〜３０ｍｍの導電性長繊
維及び（Ｂ−２）直径３０〜１００μｍ、長さ１〜５mm
の導電性短繊維とを含有する導電性熱可塑性樹脂組成物
及びその製造法を提供する。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明で用いる（Ａ）成分の熱可
塑性樹脂は、電磁波遮蔽性が要求される用途に使用され
るものであれば特に制限されるものではないが、ポリオ
レフィン樹脂、塩化ビニル樹脂及びその共重合樹脂、塩
化ビニリデン樹脂、ポリスチレン及びその共重合樹脂、
ポリアミド系樹脂、ポリアセタール、ポリカーボネー
ト、熱可塑性ポリエステル樹脂、ポリスルフォン等から
選ばれる１種以上が挙げられる。

【００１０】ポリオレフィン樹脂としては、高密度、中
密度又は低密度ポリエチレン、アイソタクチックポリプ
ロピレン、シンジオタクチックポリプロピレン等のポリ
プロピレン、ポリブテン、４−メチルペンテン−１樹脂
等が挙げられ、本発明においては、エチレン−プロピレ
ン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、プロピレ
ン−塩化ビニル共重合体等のオレフィンとの共重合体も
使用することができる。

【００１１】塩化ビニルの共重合体樹脂としては、塩化
ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリ
デン共重合樹脂、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合
樹脂等が挙げられる。

【００１２】ポリスチレンの共重合樹脂としては、ゴム
含有又はゴム変性スチレン系樹脂、ＡＳ樹脂等が挙げら
れる。

【００１３】ポリアミド樹脂としては、ナイロン６、ナ
イロン１１、ナイロン６６、ナイロン６１０等が挙げら
れる。

【００１４】ポリカーボネートとしては、ビスフェノー
ルＡとホスゲンとから得られるポリカーボネート、ビス
フェノールＡとジフェニルカーボネートから得られるポ
リカーボネート等が挙げられる。

【００１５】熱可塑性ポリエステル樹脂としては、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレー
ト等が挙げられる。

【００１６】（Ａ）成分の熱可塑性樹脂の中でも好まし
いものは、ポリスチレン及びその共重合樹脂であり、更
に好ましいものは、ゴム含有又はゴム変性スチレン系樹
脂、例えば、ＡＢＳ樹脂、ＳＢＳ樹脂、ＭＢＳ樹脂、Ｎ
ＡＳ樹脂、ポリブタジエン等のゴムをスチレンモノマー
に２〜２０重量％溶解又は混合して前記スチレンモノマ
ーを重合することにより得られたゴム状成分粒子を分散
するポリスチレン（いわゆる耐衝撃性ポリスチレン）で
ある。

【００１７】本発明で用いる（Ｂ−１）成分の導電性長
繊維は、直径４〜２０μｍ、好ましくは６〜１５μｍ、
長さ４〜３０ｍｍ、好ましくは４〜１５ｍｍのものであ
る。直径が４μｍ以上であると、加工時に繊維が切断さ
れて電磁波遮蔽効果が低下することが防止され、２０μ
ｍ以下であると、少量充填で高遮蔽性が得られる。

【００１８】（Ｂ−１）成分の導電性長繊維は、好まし
くは５００〜２０，０００本の束、より好ましくは２，
０００〜１０，０００本の束を使用することが、分散性
を高め、高い生産性を維持する上で好ましい。このよう
に（Ｂ−１）成分を束にする場合には、ポリエチレング
リコール、ミネラルオイル、テルペン樹脂等を粘着付与
剤として使用することができる。

【００１９】（Ｂ−１）成分の導電性長繊維は、分散性
を高めるため、熱可塑性樹脂で表面を被覆することが好
ましい。この場合に使用する熱可塑性樹脂は、組成物に
含まれる（Ａ）成分の熱可塑性樹脂と同じものであるこ
とが好ましい。このように（Ｂ−１）成分の導電性長繊
維を熱可塑性樹脂で被覆する場合、（Ｂ−１）成分の導
電性長繊維を上記に示す（Ａ）成分の熱可塑性樹脂を繊
維表面に被覆一体化したものをペレット状に切断して、
導電性長繊維含有マスターペレット（マスターバッチ）
にすることが好ましい。

【００２０】ペレットの長さは、好ましくは４〜２０ｍ
ｍ、より好ましくは６〜１５ｍｍである。４ｍｍ以上で
あると、少量充填で高遮蔽性が得られ、２０ｍｍ以下で
あると、ペレット同士の絡み合いが生じて分散不良を起
こすことが防止されるので、成形品の電磁波遮蔽性が低
下したり、機械的強度が低下したりすることが防止され
る。

【００２１】ペレットにした場合の被覆用熱可塑性樹脂
と導電性長繊維との配合割合は、熱可塑性樹脂が好まし
くは９７〜１０容量％、より好ましくは９５〜２０容量
％であり、導電性長繊維が好ましくは３〜９０容量％、
より好ましくは５〜８０容量％である。導電性長繊維の
配合割合が前記範囲内であると、被覆熱可塑性樹脂の溶
融速度の低下が防止されるため、マスターペレット化し
た（Ｂ−１）成分の分散性が向上する。

【００２２】（Ｂ−１）成分の配合量は、好ましくは
０．１〜３容量％、より好ましくは０．２〜１．５容量
％である。なお、前記配合量は、導電性長繊維としての
配合量であるため、マスターペレット化したものを（Ｂ
−１）成分として用いた場合には、導電性長繊維が前記
配合量になるように（Ｂ−１）成分の配合量を調整す
る。（Ｂ−１）成分の配合量が０．１容量％以上である
と、十分な電磁波遮蔽効果が得られ、３容量％以下であ
ると、加工性の低下が防止される。

【００２３】本発明で用いる（Ｂ−２）成分の導電性短
繊維は、直径３０〜１００μｍ、好ましくは３０〜６０
μｍ、長さ１〜５ｍｍ、好ましくは２〜４ｍｍのもので
ある。直径が３０ｍｍ以上であると、加工時に切断され
にくく、電磁波遮蔽効果が高められ、直径が１００μｍ
以下であると、加工性の低下が防止される。

【００２４】（Ｂ−２）成分の配合量は、好ましくは３
〜１５容量％、より好ましくは４〜１２容量％である。
配合量が３容量％以上であると、十分な電磁波遮蔽効果
が得られ、１５容量％以下であると、加工性の低下が防
止され、比重の増加による成形品の重量増加も防止され
る。

【００２５】（Ｂ−１）成分と（Ｂ−２）成分の合計配
合量は、好ましくは３．１〜１８容量％、より好ましく
は５〜１５容量％である。合計配合量が３．１容量％以
上であると、十分な電磁波遮蔽効果が得られ、１８容量
％以下であると、加工性の低下が防止される。

【００２６】（Ｂ−１）成分と（Ｂ−２）成分の配合割
合は、用途によって要求される電磁波遮蔽効果、機械的
強度等の強弱、熱可塑性樹脂の種類、他の配合成分等に
応じて、上記した（Ｂ−１）成分の配合量、（Ｂ−２）
成分の配合量及びそれらの合計配合量の範囲内で適宜選
択することができる。

【００２７】上記した（Ｂ−１）成分の導電性長繊維及
び（Ｂ−２）成分の導電性短繊維は、下記（ｂ−１）〜
（ｂ−３）から選ばれるものであることが好ましい。

【００２８】（ｂ−１）：ステンレス、銅、黄銅、鉄、
ニッケル、アルミニウム、金、銀、チタン、錫、鉛、ア
ンチモン、亜鉛から選ばれる１種からなる繊維；（ｂ−２）：（ｂ−１）の金属から選ばれる２種以上の
組合せからなる合金の繊維；（ｂ−３）：表面を、金、銀、銅、鉛及びニッケルから
選ばれる１種以上でメッキ又はコーティングされたガラ
ス繊維及び／又は炭素繊維。

【００２９】（Ｂ−１）及び（Ｂ−２）成分は、上記し
た中でも（ｂ−１）の繊維が好ましく、ステンレス繊維
が特に好ましい。ステンレス繊維の素材であるステンレ
ス鋼としては、例えばクロム系ステンレス、ニッケルク
ロム系ステンレス鋼が使用できる。

【００３０】本発明の組成物には、本発明の目的を損な
わない範囲で、必要に応じて、慣用の添加剤、例えば、
安定剤（酸化防止剤、紫外線吸収剤、熱安定剤等）、難
燃剤、滑剤（ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウ
ム、エチレンビスステアリルアミド等）、離型剤、帯電
防止剤、充填剤、可塑剤（ジブチルフタレート、ブチル
ベンジルフタレート、ジオクチルアジペート等）を配合
してもよい。これらの中で滑剤や可塑剤を添加すること
により、電磁波遮蔽性成形材料の成形性を改善すること
ができる。

【００３１】本発明の組成物は、（Ａ）成分、（Ｂ−
１）成分及び（Ｂ−２）成分を、ヘンシェルミキサー等
の混合機により混合する方法、バンバリーミキサー、ロ
ールミル、スクリュー式押出機等により溶融混練する方
法によって、製造することができる。なお、本発明の製
造法においては、予め（Ｂ−１）成分を熱可塑性樹脂で
被覆してマスターペレットとした後、（Ｂ−２）成分及
び（Ａ）成分と混合又は溶融混練する方法が好ましい。

【００３２】本発明の組成物は、射出成形、注型成形、
押出成形、プレス成形等の各種の成形法により種々の成
形品に成形され、この成形品は、弱電機器、電子機器等
の主にハウジング用及び内部部品に用いられる電磁波遮
蔽性が要求される用途に好適である。

【００３３】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明は以下の例に限定されるものではない。な
お、各測定試験法は下記のとおりである。（１）電磁波遮蔽性 ELECTRO-MAGNETIC CHARASTICS TESTER MA8602Bによ
り、１２０mm×１２０mm×２mmの試験片を、周波数１MH
z〜１ＧＨｚの範囲で測定し、３００MHzにおける減衰値
により評価した。（２）アイゾット衝撃強度 ASTM D256（ノッチ付き）に準拠して評価した。（３）体積固有抵抗日本ゴム協会規格SRIS2301に準拠して測定した。

【００３４】実施例１〜５、比較例１〜４表１に示す（Ａ）熱可塑性樹脂、（Ｂ−１）導電性長繊
維含有マスターペレット、（Ｂ−２）導電性短繊維を配
合後、シリンダー温度を２２０℃にした単軸押出機を用
いて押出し、ペレット化した。ただし、（Ｂ−１）成分
の配合量は、導電性長繊維としての配合量である。次
に、得られたペレットを８０℃で８時間乾燥した後、シ
リンダー温度２２０℃、金型温度５０℃に調節したスク
リュー式射出成形機を用い、試験片を成形した。結果を
表１に示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】表１から明らかなとおり、実施例１〜５
は、特定寸法の長繊維と短繊維の組合せ、更に長繊維を
熱可塑性樹脂で被覆していることにより、長繊維と短繊
維の分散性が高められた結果、成形品の機械的強度及び
電磁波遮蔽性が優れている。これに対して、長繊維のみ
を配合した比較例１、２は、全ての試験項目において劣
っており、短繊維のみを配合した比較例３、４は、耐衝
撃性は高いものの、他の試験項目において劣っていた。

【００３７】

【発明の効果】本発明の組成物は、導電性長繊維及び短
繊維の分散性がよく、成形加工性が損なわれず、得られ
た成形品の機械的強度及び電磁波遮蔽性が優れている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０８Ｋ 7/14 Ｃ０８Ｋ 7/14 9/02 9/02 9/04 9/04 Ｈ０１Ｂ 1/22 Ｈ０１Ｂ 1/22 Ｚ 1/24 1/24 ＺＦターム(参考） 4F070 AA18 AB08 AC04 AC07 AC28 AD02 AE06 FA03 FA15 FA17 FC05 4J002 BB031 BB061 BB121 BB141 BB151 BB171 BD051 BD081 BN141 BN151 BN161 CF051 CF061 CG011 CL011 CL031 DA007 DC006 DL007 FA046 FA047 FB077 FB266 GQ00 5G301 DA02 DA03 DA04 DA05 DA06 DA07 DA10 DA13 DA15 DA20 DA29 DA42 DD06 DD08 DD10 DE01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）熱可塑性樹脂と、（Ｂ−１）直径
４〜２０μｍ、長さ４〜３０ｍｍの導電性長繊維及び
（Ｂ−２）直径３０〜１００μｍ、長さ１〜５mmの導電
性短繊維とを含有する導電性熱可塑性樹脂組成物。
【請求項２】（Ｂ−１）導電性長繊維及び（Ｂ−２）
導電性短繊維が、下記（ｂ−１）〜（ｂ−３）から選ば
れるものである請求項１記載の導電性熱可塑性樹脂組成
物。（ｂ−１）：ステンレス、銅、黄銅、鉄、ニッケル、ア
ルミニウム、金、銀、チタン、錫、鉛、アンチモン、亜
鉛から選ばれる１種からなる繊維；（ｂ−２）：（ｂ−１）の金属から選ばれる２種以上の
組合せからなる合金の繊維；（ｂ−３）：表面を、金、銀、銅、鉛及びニッケルから
選ばれる１種以上でメッキ又はコーティングされたガラ
ス繊維及び／又は炭素繊維。
【請求項３】組成物中における（Ｂ−１）成分の含有
量が０．１〜３容量％で、（Ｂ−２）成分の含有量が３
〜１５容量％である請求項１又は２記載の導電性熱可塑
性樹脂組成物。
【請求項４】（Ｂ−１）成分が５００〜２０，０００
本の束になっているものである請求項１、２又は３記載
の導電性熱可塑性樹脂組成物。
【請求項５】（Ｂ−１）成分の導電性長繊維が熱可塑
性樹脂で被覆されているものである請求項１〜４のいず
れか１記載の導電性熱可塑性樹脂組成物。
【請求項６】請求項１〜５のいずれか１記載の導電性
熱可塑性樹脂組成物の製造法であり、（Ｂ−１）成分の
導電性長繊維を熱可塑性樹脂で被覆してマスターペレッ
トとしたものを、（Ｂ−２）成分の導電性短繊維及び
（Ａ）成分の熱可塑性樹脂と混合又は溶融混練する導電
性熱可塑性樹脂組成物の製造法。